Krzemiany – powszechnie występujące minerały, będące solami kwasu krzemowego.
Stanowią ponad 90% składu skał tworzących skorupę ziemską: 60% to skalenie, 12% kwarc, 15% oliwiny, pirokseny i amfibole, a 3% to miki i inne krzemiany. Pozostałe ok. 10% stanowią przeważnie tlenki (4%) i węglany (3%) innych pierwiastków.
W przyrodzie występuje około 500 rodzajów krzemianów, z których 40 to minerały bardzo pospolite. Krzemiany stanowią około 25% wszystkich znanych rodzajów minerałów.
Budowa thumb|Budowa SiO4. Czerwone kulki – atomy tlenu; szara kulka – atom krzemu thumb|Czworościan SiO4. Czerwone kulki – atomy tlenu; atom krzemu w centrum czworościanu jest niewidoczny thumb|Podwójny łańcuch czworościanów SiO4 charakterystyczny dla azbestu Głównym motywem strukturalnym krzemianów są czworościany (tetraedry) zbudowane z atomu krzemu znajdującego się w środku i otoczonego czterema atomami tlenu umieszczonymi na wierzchołkach.
We wszystkich krzemianach są stałe grupy krzemotlenowe [SiO4] utworzone przez małe atomy krzemu i duże atomy tlenu. Grupa ta ma silne wiązania, co daje jej dużą stabilność. Owe grupy stanowią zasadniczy składnik budowy krzemianów. Drugą cechą charakterystyczną krzemianów jest możliwość zastępowania w ich sieciach krystalicznych atomów krzemu przez atomy glinu. Takie krzemiany noszą nazwę glinokrzemianów. Glin, dzięki swemu promieniowi jonowemu, może zastępować diadochowo krzem w środku czworościanu, a zarazem zachowując się jak kation, łączyć wiązaniami jonowymi tak jak inne metale.
Czworościany utworzone przez grupę [SiO4] mogą łączyć się narożami, mając jeden, dwa, trzy lub cztery wspólne atomy tlenu, zależnie od tego, czy łączą się z jednym, dwoma, trzema czy czterema czworościanami (w taki sposób, że dwie grupy mają wspólny tylko jeden atom tlenu. Powstają w ten sposób łańcuchy, które wiążą kationy metali przez zneutralizowanie ładunków elektrycznych.
Z kolei kationy, w zależności od rozmiarów jonów, mają zdolność wzajemnego zastępowania się, tworząc szeregi izomorficzne.
Złożoność struktur tetraedrycznych zależy głównie od temperatury, w jakiej powstaje minerał. W wysokiej temperaturze tworzą się izolowane czworościany (oliwiny) lub krótkie łańcuchy. W miarę spadku temperatury układ ten komplikuje się, tworząc w końcu trójwymiarowy szkielet (kwarc).
Systematyka krzemianów Klasa i typ anionuStosunek
O : SiPrzykładKrzemiany wyspowe [SiO4]4-4,00:1cyrkon Zr[SiO4] Krzemiany grupowe [Si2O7]6- 3,50:1thortveityt Sc2[Si2O7]Krzemiany pierścieniowe [Si3O9]6-
[Si4O12]8-
[Si6O18]12-
[Si8O20]8-
[Si12O30]12-3,00:1
3,00:1
3,00:1
2,50:1
2,50:1pseudowollastonit Ca3Si3O9
baotyt Ba4(Ti,Nb)8[Cl|Si4O12]
dioptaz Cu6[Si6O18] • 6H2O
ekanit K(Ca,Na)2Th[Si8O20]
merriheuetyt (K,Na)2Fe2(Fe,Mg)3[Si12O30]Krzemiany łańcuchowe [Si2O6]4- 3,00:1diopsyd CaMg[Si2O6]Krzemiany wstęgowe [Si4O11]6-2,75:1tremolit Ca2Mg5[Si8O22](OH)2Krzemiany warstwowe [Si4O10]4-2,50:1[Si4O10]]Krzemiany szkieletowe2,00:1kwarc SiO2
ortoklaz K[AlSi3O8]
Przykłady krzemianów krzemiany wyspowe: willemit, oliwiny, granat, cyrkon, andaluzyt, sylimanit, dysten = kyanit, topaz, staurolit, sfen – tytanit krzemiany grupowe: hemimorfit, zoisyt, epidot, wezuwian, prehnit krzemiany pierścieniowe: aksynit, beryl, turmalin, dioptaz krzemiany łańcuchowe: enstatyt, diopsyd, spodumen, rodonit, wollastonit, krzemiany wstęgowe: antofyllit, tremolit, hornblenda krzemiany warstwowe: serpentyn, talk, muskowit, biotyt, kaolinit, illit, montmorillonit krzemiany szkieletowe: kwarc, skalenie, ortoklaz, plagioklazy, skaleniowce, nefelin, leucyt, lazuryt, zeolity, natrolit, heulandyt.
Zobacz też mineralogia petrografia
Bibliografia Podręczny Leksykon Przyrodniczy – Minerały i kamienie szlachetne Atlas mineralogii Leksykon Przyrodniczy – Minerały R. Hochleitner – Minerały i kryształy W. Heflik, L. Natkaniec – Nowak – Minerały Polski